Решение задач по классической генетике Этапы решения типовых генетических задач
жүктеу/скачать 0.71 Mb.
|
норм. цветовосприятие дальтонизм Р    ♀ ХА Х. а х ♂ ХаY
F1 ♂ ХаY дальтонизм При нахождении второго аллеля генотипа матери рассуждаем следующим образом. Первый аллель ХА найден по фенотипу матери. Предварительно место второго аллеля обозначено точкой. Это значит, что вторым аллелем в генотипе женщины с доминантным признаком может быть аллель А или аллель а. Y-хромосому сын получил от своего отца (рисуем стрелку от Y-хромосомы отца к Y-хромосоме сына). От своей матери сын получил Х-хромосому, поэтому в генотипе женщины обязательно должен присутствовать аллель а, расположенный в Х-хромосоме. Напишем рядом с точкой аллель а и нарисуем вокруг него окружность. Нарисуем стрелку, показывающую то, как мы нашли этот аллель: именно женщина передала своему сыну аллель а в составе своей Х-хромосомы. 7. Перед записью генотипов потомства рекомендуется оформлять так называемый “план по зиготам”. При записи генотипов потомства следует помнить, что генотипы зигот – это результат случайной и равновероятной встречи гамет со строго определенным набором аллелей в каждой из них. Любая гамета одного организма может случайно и равновероятно встретиться с любой гаметой другого организма. Поэтому при расчете количества записываемых генотипов потомства перемножают числа, равные количеству типов гамет, образуемых мужской и женской особями. При оформлении “плана по зиготам” сначала под гаметами каждого организма записывают число, равное тому количество типов гамет, которое формирует этот организм. Затем на этой же строке записывают произведение двух чисел, одно из которых равно количеству типов гамет одного организма, а другое – количеству типов гамет другого организма. Их произведение равно тому количеству зигот, генотипы которых необходимо будет написать при записи генотипов потомства. Одна из таких записей выглядит следующим образом: 2 х 1 = 2  1 х 2 = 2
Р    ♀ AaXBXВ x ♂ aaXbY
типы гамет AXB; аХВ; аХb; аY 2 2 2 х 2 = 4 F1 AaXBXb ; ааXBXb ; АaXВY ; аaXВY 4 После записи плана по зиготам остается только написать генотипы всех зигот, помня о том, что их должно быть 4, и каждый из них есть результат случайной встречи любой гаметы материнского организма с любой гаметой отцовского организма. Справа от написанных генотипов особей F1 следует написать число 4 и убедиться в том, что оно равно количеству запланированных зигот. 8. При записи генотипов потомства особей, образующих большое количество гамет, рекомендуется составлять решетку Пеннета. При наличии одинаковых генотипов особей F1 составляют соотношение особей с разными генотипами. Затем для каждого генотипа записывают фенотип особи, имеющей такой генотип. При записи фенотипов следует использовать таблицу “признак - ген”, но читать строки этой таблицы не слева направо, а справа налево. При этом следует придерживаться следующего правила: надо провести анализ сразу всех особей сначала по одному признаку и записать конкретные альтернативные проявления этого признака у каждой особи, а затем то же самое - по другому признаку. Не следует анализировать каждую особь по отдельности сразу по всем признакам, так как это затрудняет анализ и повышает вероятность ошибки. Разберем процедуру записи фенотипов особей по их генотипу на конкретном примере. Изучите таблицу “признак - ген” и результат скрещивания.
Процедура записи фенотипов особей потомства заключается в следующем. Читаем первую строку правого столбца таблицы. На ней написан генотип А . , которому соответствует доминантный признак “наличие резус-фактора”. В F1 имеется две особи с генотипом, содержащим доминантный аллель А, что позволяет нам написать под их генотипами название признака “наличие резус-фактора”. Затем читаем справа налево вторую строку таблицы. На ней написан генотип аа, которому соответствует рецессивный признак “отсутствие резус-фактора”. Среди потомства имеется две особи с генотипом аа, что позволяет нам написать под их генотипами название признака “отсутствие резус-фактора”. Теперь читаем справа налево третью строку таблицы и убеждаемся в том, что среди потомства нет особей с генотипами ХbХb и ХbY. Чтение четвертой строки позволяет написать под каждым генотипом особей потомства название признака “нормальное цветовосприятие”. После процедуры записи фенотипов строка F1 приобретает следующий вид: F1 1 Aa XBXb : 1 Аа XbY : 1 аa XВXb : 1 аa XbY наличие резус-факт. наличие резус-факт. отс. резус-факт. отс. резус-факт. норм. цветовоспр. дальтонизм норм. цветовоспр. дальтонизм Можно ограничиться записью только тех признаков, которые будут необходимы для расчета вероятности рождения у родителей особи с набором конкретных значений изучаемых признаков. Более того, вместо названия признаков можно использовать их условные обозначения. При этом в качестве условных обозначений можно использовать подчеркивание. Например, особь, имеющая конкретное проявление первого признака, подчеркивается одной волнистой линией, а особь, имеющая конкретное проявление второго признака – двумя волнистыми линиями. Причем каждый раз подчеркивается та часть генотипа, которая обусловливает формирование признака. Например, если требуется найти вероятность рождения особи с резус-фактором и нормальным цветовосприятием, то строка F1 с обозначением требуемых признаков будет иметь следующий вид: F    1 1 Aa XBXb : 1 Аа XbY : 1 аa XВXb : 1 аa XbY
Такая упрощенная запись фенотипов особей потомства ускоряет процедуру нахождения вероятности рождения особи с определенным фенотипом и существенно снижает риск механической ошибки. Такая запись очень наглядно указывает ту группу особей, представители которой имеют и резус-фактор, и нормальное цветовосприятие. 9 . При записи фенотипов особей потомства следует учитывать явление взаимодействия как между аллелями одного гена, так и между аллелями разных генов. В качестве обобщения приведем примеры, демонстрирующие особенности формирования фенотипа особи в зависимости от вида основных типов взаимодействия между генами.
а) Полное доминирование – явление, когда один аллель (например, А) полностью подавляет другой аллель (а) и в фенотипе проявляется только один из альтернативных признаков. Примером служит формирование ости у пшеницы: АА – безостость аа – остистость Аа – безостость. 
б) Неполное доминирование – явление, когда один аллель (например, А) неполностью подавляет другой аллель (а) и в фенотипе гетерозиготной особи формируется промежуточное значение признака. Примером служит формирование окраски у цветов львиного зева: 
АА – красная Аа – белая А а – розовая
в) Кодоминирование – явление, когда ни один из аллелей не доминирует над другим, и в фенотипе проявляются оба альтернативных признака. Примером служит одновременное образование агглютиногена А и агглютиногена В и формирование такого признака, как IV группа крови системы АВО. i i - не образуются агглютиногены А и В (I группа крови) IAIA; IAi - образуется только агглютиноген А (II группа крови) IBIB; IBi - образуется только агглютиноген В (III группа крови) IAIB - образуется и агглютиноген А, и агглютиноген В (IV группа крови) г) Комплементарность – явление, когда присутствие в генотипе доминантных аллелей двух разных генов ведет к формированию нового признака, который не похож ни на один из тех, которые формируются без взаимодействия разных генов. Примером служит формирование формы гребня у кур: aabb - листовидный AAbb, Aabb - гороховидный aaBB, aaBb - розовидный A  ABB, AaBB, - ореховидный (в генотипе присутствуют доминантные
AABb, AaBb аллели обоих генов) д) Эпистаз – явление, когда доминантный (или рецессивный) аллель одного гена подавляет проявление аллелей другого гена. Примером доминантного эпистаза служит формирование окраски у кур: аллель А обусловливает формирование окраски, а аллель В подавляет формирование окраски. aaBB, aaBb, aabb – белая окраска (в генотипе отсутствует аллель А), AAbb, Aabb – окрашенное оперение (в генотипе присутствует аллель А и отсутствует аллель В), A ABB, AABb, – белая окраска (в генотипе присутствует аллель В, кото-
AaBB, AaBb рый подавляет проявление аллеля А) е) Полимерия – явление, когда один и тот же признак определяется несколькими разными генами, и выраженность признака часто зависит от количества доминантных аллелей этих генов, каждый из которых вносит свой вклад в выраженность признака. Следует учитывать, что полимерные гены обозначаются одной буквой алфавита с индексом, указывающим номер гена. А1А1А2А2 – интенсивно красный цвет А  1А1А2а2, А1А1а2а2, А1а1А2А2, - красный цвет разной степени
А1а1А2а2, а1а1А2А2, А1а1а2а2, интенсивности а1а1А2а2 а1а1а2а2 – белый цвет При определении фенотипа особи с известным генотипом сначала нужно найти результат взаимодействия между аллелями каждого гена, а уже затем – результат взаимодействия между неаллельными генами. 10. При расчете вероятности рождения особи с тем или иным фенотипом следует знать, что количественное значение этого показателя не зависит от того, имелись ли уже у скрещиваемых особей потомки, и какие фенотипы они имели. Например, если в семье здоровых родителей уже есть сын – дальтоник, то при расчете вероятности рождения в этой семье сына с нормальным цветовосприятием не следует исключать из числа возможных потомков уже родившегося сына – дальтоника, так как такой сын опять может появиться у этих родителей. Обычно для расчета вероятности рождения потомка с определенным фенотипом используют ожидаемое в F1 соотношение особей с разными фенотипами. При этом вероятность вычисляют как долю особей с искомым фенотипом среди теоретически ожидаемых особей всего потомства. Рекомендуется в соотношении особей с разными фенотипами выделить ту группу особей, представители которой имеют интересующий нас фенотип. Это можно сделать, рисуя окружность вокруг фенотипа этих особей. Ниже приведен пример такого расчета.  = р
F1 9 кареглазость : 3 кареглазость : 3 голубоглазость : 1 голубоглазость праворукость леворукость праворукость леворукость р голубоглазость = 3/(9+3+3+1) = 3/16 праворукость Мы рекомендуем вопреки традициям выражать вероятность не в процентах, а в виде обычной дроби. Дробь несет в себе важную информацию о содержании задачи, фенотипах и генотипах родительских особей, количестве образующихся гамет и зигот. Например, если при дигибридном скрещивании получается численное значение вероятности, равное 3/8, то можно с уверенностью утверждать следующее: - общее число ожидаемых зигот в F1 равно 8, - одна из родительских особей образует 4 типа гамет, а другая – 2 типа гамет, так как только в этом случае при дигибридном скрещивании в F1 будет получаться 8 зигот, - родительская особь, образующая 4 типа гамет, дигетерозиготна, так как только в этом случае она будет образовывать 4 типа гамет - родительская особь, образующая 2 типа гамет, гетерозиготна по одному гену и гомозиготна по другому гену, так только в этом случае эта особь будет образовывать 2 типа гамет; причем особь содержит два рецессивных аллеля этого гена, так как только в этом случае в соотношении особей F1 по фенотипу будет фигурировать число 8, - дигетерозиготная особь имеет в своем фенотипе два доминантных признака, так как содержит в своем генотипе два доминантных аллеля разных генов, - родительская особь, образующая 2 типа гамет, обладает доминантным и рецессивным признаками, обусловленными аллелями разных генов, - общее расщепление в F1 по фенотипу составляет 3 : 3 : 1 : 1, так как оно является единственным, при котором образуется количество особей равно 8. Конечно, обо всем этом может сообщить только тот учащийся, который знает теоретические основы закономерностей наследования и обладает прочными навыками решения генетических задач. Традиционно расчету вероятности предшествует трудоемкий процесс составления решетки Пеннета, записи фенотипов особей потомства и составление соотношения особей с разными фенотипами. Однако существует более простой способ расчета вероятности рождения потомка с определенным фенотипом, который существенно облегчает и ускоряет вычисление вероятности при ди- и, особенно, полигибридном скрещиваниях. Этот способ основан на независимом расхождении негомологичных хромосом к одному и тому же полюсу веретена деления при мейозе и использует правило расчета вероятности осуществления двух и более независимых друг от друга событий. Согласно этому правилу, если вероятность одного события равна р1, а другого – р2, то вероятность того, что произойдут сразу оба события, равна р1 х р2. В качестве примера вычислим вероятность рождения ребенка с тремя рецессивными признаками у родителей со следующими генотипами: Р ♀ АаbbХСХс х ♂ ааBbХСY Поскольку аллели трех изучаемых генов расположены в негомологичных хромосомах, то они наследуются независимо друг от друга, и вероятность рождения ребенка с тремя рецессивными признаками равна произведению вероятностей рождения ребенка с рецессивным признаком, рассчитанных для каждого признака по отдельности. Организм с тремя рецессивными признаками имеет генотип ааbbХсY. рааbbХсY = раа х рbb х рХсY
11. Для успешного решения генетических задач необходимо знать общие и частные формулы, которые связывают количество типов образующихся гамет, количество возможных комбинаций гамет при оплодотворении, количество разновидностей (классов) генотипов и фенотипов, соотношения особей по генотипу и фенотип и т.п. с количеством несцепленных друг с другом признаков (n). Например, если скрещиваемые особи гетерозиготны по всем анализируемым признакам, то эти формулы для n-го количества признаков имеют следующий вид:
(при условии полного доминирования)
доминирования)
Если часть изучаемых генов в генотипах скрещиваемых особей находится в гомозиготном состоянии, то эти формулы видоизменяются. Например, если скрещиваются особи с генотипами AaBb и aaBb, то некоторые из частных формул для этого конкретного случая при условии полного доминирования имеют следующий вид:
организм с генотипом AaBb
организм с генотипом аaBb
Нет необходимости запоминать результаты ди- и полигибридных скрещиваний омсобей с различными генотипами. Достаточно знать результаты различных вариантов моногибридного скрещивания в условиях полного доминирования.
13. Необходимо записывать не краткий, а полный ответ на вопрос задачи, то есть такой ответ, по которому можно легко восстановить формулировку этого вопроса и убедиться в том, что найден ответ на тот вопрос, который стоит в условии задачи. Резюмируя вышесказанное, предлагаем следующие основные рекомендации по процедуре и оформлению решения типовых генетических задач, в условии которых обычно указаны фенотипы родительских особей и их прямых родственников и требуется найти вероятность рождения потомка с тем или иным фенотипом. жүктеу/скачать 0.71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
